编译防火墙——C++的Pimpl惯用法解析

Pimpl（pointer to implementation, 指向实现的指针）是一种常用的，用来对“类的接口与实现”进行解耦的方法。这个技巧可以避免在头文件中暴露私有细节（见下图 1），因此是促进 API 接口与实现保持完全分离的重要机制。但是 Pimpl 并不是严格意义上的设计模式（它是受制于 C++ 语言特定限制的变通方案），这种惯用法可以看作桥接设计模式的一种特例。

图 1: Pimpl 惯用法：这里的公有类拥有一个私有指针，该指针指向隐藏的实现类

在类中使用 Pimpl 惯用法，具有如下优点：

• 降低耦合
• 信息隐藏
• 降低编译依赖，提高编译速度
• 接口与实现分离

为了实现 Pimpl，我们先来看一种普通的类的设计方法。

假如我们要设计一书籍类 Book，Book 包含目录属性，并提供打印书籍信息的对外接口，Book 设计如下：

class Book
{
public:
  void print();
 
private:
  std::string  m_Contents;
};

对 Book 的使用者来说，他只需要知道print() 接口，便可以使用Book类，看起来一切都很美好。

然而，当某一天，发现Book需要增加一标题属性，对Book类的修改如下：

class Book
{
public:
  void print();

private:
  std::string  m_Co